玻璃,中国古代亦称琉璃,是一种透明、强度及硬度颇高,不透气的物料。玻璃在日常环境中呈化学惰性,亦不会与生物起作用,故此用途非常广泛。玻璃一般不溶于酸(例外:氢氟酸与玻璃反应生成SiF4,从而导致玻璃的腐蚀);但溶于强碱,例如氢氧化铯。玻璃是一种非晶形过冷液体。融解的玻璃迅速冷却,各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。 成份普通玻璃主要是以二氧化硅灰石碳酸钠为原料的非晶形过冷液体二氧化硅(SiO2),亦即石英,或砂的化学成分。纯正的硅土溶点为摄氏2000度。因此制造玻璃时一般会加入两种材料:碳酸钠 (Sodium Carbonate,Na2CO3 ,即苏打粉)及碳酸钾(Potash,钾碱)。这样硅土溶点将降至1000度左右。但是因为碳酸钠会令玻璃溶于水中,因此通常还要加入适量的氧化钙CaO,使玻璃不溶于水。 对可见光透明是玻璃最大的特点。一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠,所以对波长短于400纳米的紫外线并不透明。若果要让紫外线穿透,玻璃必须以纯正的二氧化硅制造。这种玻璃成本较高,一般被称为石英玻璃。纯玻璃对红外线亦是透明的,可以造成数公里长,作通讯用途的玻璃纤维。 常见的玻璃通常亦会加入其他成份。例如看起来十分闪烁曜眼的水晶玻璃(Lead glass),是在玻璃内加入铅,令玻璃的折射系数增加,产生更为眩目的折射。至于派热克斯玻璃(Pyrex),则是加入了硼,以改变玻璃的热及电性质。加入钡亦可增加折射指数。制造光学镜头的玻璃则是加入钍的氧化物来大幅增加折射指数。倘若要玻璃吸收红外线,可以加入铁。例如放映机内便有这种隔热的玻璃。玻璃加入铈则会吸收紫外线。 在玻璃中加入各种金属和金属氧化物亦可以改变玻璃的颜色。例如少量锰可以改变玻璃内因铁造成的淡绿色。多一点锰则可以造成淡紫色的玻璃。硒亦有类似的效果。少量钴可以造成蓝色的玻璃。锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃。这种玻璃好像是白色的陶瓷。铜的氧化物会造成青绿色的玻璃。以金属铜则会造成深红色、不透明的玻璃,看起来好像是红宝石。镍可以造成蓝色、深紫色、甚至是黑色的玻璃。钛则可以造成棕黄色。微量的金(约0.001%)造成的玻璃是非常鲜明,像是红宝石的颜色。铀(0.1 至2%)造成的玻璃是萤火黄或绿色。银化合物可以造成橙色至黄色的玻璃。改变玻璃的温度亦会改变这些化合物造成的颜色,但当中的化学原理相当复杂,至今仍然未被完全明解。 有时在火山溶岩中会出现天然的玻璃,称黑曜石或火山玻璃。黑曜石可以用来造成简单的尖刀。 水晶 (Quartz Crystal)是指发育良好的石英单晶。1676年英国人George Ravenscroft发现水晶。发育良好的石英单晶为六方锥体,所以通常为块状或粒状集合体,纯净透明的石英晶称水晶,一般为白,灰白,乳白色,含杂质时呈现紫、红、烟、茶等色,晶面玻璃光泽,断口或集合体,油脂光泽,无劈开断口,贝壳状,硬度7,比重2.65。 水晶与玻璃的主要区别在于:玻璃含氧化铅的比例达到了24%以上、折射度达到1.545的话,就可以称之为水晶。